结构CAD(广夏)教程目录2011年

结构CAD讲义

曾 燕 编

广东水利电力职业技术学院

二O一一年八月

1．课程的地位、作用和任务

《建筑结构CAD》是土木工程专业新增的一门选习课程，是一门理论与实践紧密结合的专业课，可为本专业一些专业课程的课程设计以及毕业设计提供电算分析方法的基础和计算机绘图的技能，也是高职专业能力培养的骨干课程之一。计算机在建筑结构中的应用已非常广泛，为了使学生毕业后能立即适应设计、科研工作环境，有较好的动手操作能力，适应社会的需要，特开设本课程，这就是本课程的主要任务。

2．教学内容和教学要求

2.1．介绍计算机在建筑结构中应用的发展过程，简单介绍在建筑结构应用中常用的几种软件，主要分为绘图软件和计算分析软件。

2.2．介绍第一部分——绘图软件部分（AUTOCAD绘图软件）。在这一部分主要让学生初步掌握AUTOCAD基本绘图方法和操作方法，熟悉一些常用基本命令，为学生以后自学掌握其他高级命令操作打下基础。

2.3．结构设计——结构布置，规范的使用，结构设计构造。

2.4．介绍第二部分——计算分析软件。这部分主要介绍广厦建筑结构CAD（建筑结构通用分析与设计软件GSSAP），让学生掌握这些程序的一般概念和特点，基本的分析原理以及操作方法和步骤。这门课程在讲解的同时应和上机操作相结合，培养学生动手操作的能力。

建筑结构设计国内常用的结构设计程序有PKPM和广厦建筑结构CAD。

附录A: 学生练习操作用图——招待所建施图（共九张）

3．结构设计——结构布置，规范的使用

3.1. 概述

3.1.1框架结构的特点和适用范围

框架结构是由横梁和立柱组成的杆件体系，节点全部或大部分为刚性联接。框架结构特别适合于办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑、图书馆、轻工业厂房、公寓及住宅类建筑中采用。但是，由于框架结构构件的截面尺寸一般都比较小，它们的抗侧移刚度较弱，随着建筑物高度的增加，结构在风荷载和地震作用下，侧向位移将迅速加大。为了不使框架结构构件的截面尺寸过大和截面内钢筋配置过密，框架结构一般只用于层数不超过20层的建筑中。

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建筑物设计必须遵守国家的建设法规和规范，规范有：建筑设计规范、建筑结构设计规范、建筑电气设计规范、建筑给排水设计规范、建筑通风空调设计规范、建筑节能设计规范等等；在中国由于地域广阔，建筑物设计规范有国家和地方之分，地方设计规范是在国家设计规范基础上结合地方实际情况、由地方建设主管部门组织编写的。建筑物设计规范和国家建设法规不是一成不变的，它随国家政策、经济、建筑材料、工程技术、工程施工经验等而变化，前面使用的国家74建筑物设计规范，85规范，2003规范，到现在的2010规范?

国家《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表6.1.1规定现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m）是： 烈度 结构类型 6 7 8 9 60 55 45 25 框架 注：1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)。

2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构； 3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构； 4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；

5 超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。

3.1.2.设计阶段的划分

建设项目一般按初步设计、施工图设计两个阶段进行；技术上复杂的建设项目，根据主管部门的要求，可按初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段进行。小型建设项目中技术简单的，经主管部门同意，在简化的初步设计确定后，就可以做施工图设计。 3.1.2.1设计依据

1、业主功能使用要求；

2、建筑设计方案（满足业主要求）； 3、建筑物地质条件；

4、建筑结构设计规范及相关法规。 3.1.2.2初步设计

1、确定结构和基础方案； 2、确定结构材料；

3、确定荷载（活荷载值按建筑结构荷载规范考虑）； 4、绘制结构平面图（初选柱、梁、板）和基础结构图； 5、初步计算（计算机采用结构设计程序计算）； 6、交校审，修改，出图。 3.1.2.3施工图设计

1、对照初步设计审查批文，修改初步设计； 2、与各工种协调； 3、确定结构施工图； 4、详细计算。

5、根据抗震设防烈度、结构类型、地质土场地土类别和建筑物高度符合结构图柱、梁配筋构造，绘制结构总说明；

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6、根据各工种设计图，修正结构施工图； 7、交校审，修改，出图。 3.1.2.4施工图审查

建设单位将设计单位设计甲的施工图委托给具有审图资质的设计单位乙，对设计单位甲的施工图进行审查，提出设计内容的错漏、缺点和优化建议，交建设单位；交设计单位甲，对设计单位乙提出施工图设计内容的错漏、缺点和优化建议进行回复和改正；再交设计单位乙审查，确认、无意见后，设计单位设计甲 方可出施工图。 3.1.2.5图纸会审 3.1.2.6施工现场配合 3.2 结构布置及板梁计算

梁、板、柱的结构平面图布置；根据荷载传给板、梁、柱的力及板、梁、柱自重力画出受力图； 3.2. 1设计技术条件

计算书首页对所承担的设计项目列出设计依据和设计要求，统称为设计技术条件。如工程所在地区的基本风压值、抗震设防烈度、建筑物的重要性、场地的地质情况及采用的基础型式、采用的结构体系及计算方法、选用材料及其设计计算强度、各种用途的房间及构件的使用荷载、特殊构件的构造处理等。设计人应将所设计工程的这些技术条件写出，送交校对、审核。设计人应根据校对、审核批准后的技术条件进行设计和计算。 3.2. 2结构布置简图

结构布置简图包括柱网布置、梁板布置及编号等，它是以后计算、检查的依据，应附在计算书中。 3.2.3柱网布置及梁板布置

柱网布置的原则是应使纵、横向框架梁连通，形成横向框架和纵向框架体系，增强整个结构的侧向刚度，以承受地震作用引起的水平荷载。

柱网和梁格尺寸除应满足建筑使用要求外，还应考虑到结构的合理性、经济性。对于多层住宅建筑，可采用每个开间布置一榀框架。对于首层为商场或车库的综合楼，也可以两个开间布置一榀框架，但梁、柱尺寸均要加大。

除柱网纵横向均设框架梁外，是否需要次梁要作具体分析。一般在较大孔洞的四周、非轻质隔墙下和较重设备下应设置次梁支承（若次梁跨度很小也可以不设次梁，而在楼板内相应位置另加2Ф12即可）。住宅房间内为美观计尽量不设次梁，可做成双向板。阳台可做成悬挑板式或伸臂梁式，其中伸臂梁式阳台刚度及可靠性较好，建议优先采用。 3.2. 4梁板柱编号

编号应按顺序进行，以利于查找。可从结构平面的一角开始，逐步扩散进行。（例如左下角开始，由左向右，由下向上进行梁板柱编号。）

构件的代号统一规定如下表： 名称 板 悬挑板 梯段板 框架梁 过梁

代号 B XB TB KL GL 名称 次梁 伸臂梁 梯梁 主梁 圈梁 3

代号 L XL TL ZL QL 连系梁 LL 吊车梁 DCL 柱 Z 墙 C 柱基础 ZJ 墙基础 CJ 注：1. 当为屋面构件时，在代号前加W。

2. 当为基础构件时，在代号前加J。 3. 当为预制构件时，在代号前加Y。 梁的编号，统一按下列方式表达：

ABC—DE（其中C、D、E为下标） 注：A——表示所在楼层；

B——表示梁的代号： C——表示梁的编号；

D——表示梁的跨次；当伸臂时，用X表示。

E——表示细节区分，若无区分时，可不填；当D为伸臂用X表示 例：WL2—3——表示屋面次梁第二号第3跨；

3KL4—X1——表示三层框架第四号伸臂1。 2L7——表示二层次梁第七号。（跨数为1可不标跨次）

3.2.3.梁板截面选择

梁板截面的最小高度根据刚度要求（高跨比）确定，一般可不必验算其变形。根据楼面荷载的大小，可参考下列数据初估：

厚板 h=L/40~L/35（楼梯厚板厚h=L/30~L/25） 悬挑板厚 h=L/10~L/12 次梁 h=L/18~L/12 主梁 h=L/12~L/8 伸臂梁 h=L/6~L/5

当活载较大时宜采用较大的截面高度h。梁的截面宽度b均为其高度h的1/3~1/2。

例如，对一般多层住宅结构，可选用如下经验值（仅供参考）： 单向板 h=8cm ~ 9cm

双向板 h=9cm ~ 10cm ( L=3~3.6m )

框架梁 200×400, 200×500, 200×400 次梁 150×300, 150×350, 200×400 梯梁 150×300, 200×400

伸臂梁 200×350~400 ( L=1.2 ~ 1.5 m )

设计时现浇钢筋混凝土板的厚度不应小于《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，10.1.1条（强条）的规定（2011年7月1日开始执行《混凝土结构设计规范》GB50010-2011规范）。同时，梁、柱最小截面均有规定，这就是结构设计的基本构造要求。

结构设计规范有多本，其中常用的是《混凝土结构设计规范》GB50010-2011、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑荷载规范》GB50009-2001（2006年版）、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002、《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008。

3.2.4.板、梁、柱上荷载：根据建筑设计要求，按《建筑荷载规范》GB50009-2001（2006年版）取值并计算。

3.2.5.采用结构设计软件进行建模和进行结构计算。

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结构布置简其目的是进行结构计算，利用计算软件还需在结构布置简图中将板上的荷载和梁上的荷载计算附在图上。

4．广厦建筑结构CAD——建筑结构通用分析与设计软件GSSAP

广厦建筑结构CAD适用于计算多种结构形式：框架结构、框剪——剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、空间钢构架、网架、网壳等；它：

（1）可计算任意结构形式，对建筑结构中的多塔、错层、转换层、楼面大开洞、长悬臂和大跨度等情形，提供了方便的处理手段。 （2）可采用平面、立面和三维建模平台；

（3）有14种单元的单元库，可采用高阶且精度高的单元计算墙、柱、梁和板； （4）有70多种梁柱截面型式，7种变截面类型；

（5）可输入恒、活、水土压力、预应力、雪、温度、人防、风、地震和施工荷载等10种工况，构件可作用16种类型荷载，及6个荷载作用方向，风荷载可以自动分配到建筑外立面节点上；

（6）任意一块楼板可选用刚性板、膜元、板元或壳元计算； （7）可计算自由度达50万的结构模型；

（8）可同时计算8个方向地震作用和8个方向风荷载；

（9）可模拟真实施工顺序，可任意指定单个构件模拟施工组号，可进行后浇设计；

（10）可准确计算楼层侧向刚度及转换层上下侧向刚度；

（11）风和地震的重力二阶效应计算方法包括放大系数法和刚度修正法；连梁的刚度只在地震作用下折减，其它工况下不折减；

（12）70多个地震波可用于地震时程分析，相应的地震内力自动用于构件计算； （13）开放修改的内力调整系数、分项系数、荷载组合系数和吊车荷载满足民用和工业建筑结构规范要求。 4.1录入系统

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4.1.1计算参数的合理选取 4.1.1.1总信息

1) 结构计算总层数

设置包含框架平面结构计算平面总层数,结构计算平面可以是包含承台上拉接地梁的基础层、地下室平面层、上部结构平面层和天面结构层，结构层号从1开始到结构计算总层数。后处理生成的结构施工图是按建筑层编号，在平法和梁柱表版的配筋系统中，可在“主菜单——参数控制信息——施工图控制”中设置建筑二层对应结构录入的第几层来实现结构层号到建筑层号的自动对应。

2) 地下室层数

用于风荷载计算。在“生成GSSAP计算数据”时，地下室部分无风荷载作用，在上部结构风荷载计算中扣除地下室高度，大于等于有侧约束地下室层数。

3) 有侧约束地下室层数

考虑侧土约束的地下室层数，回填土对地下室约束不大时，不能作为有侧约束地下室。采用有侧约束地下室后，程序会自动考虑一些问题，人：剪力调整时第一个V0所在的层须设为带侧约束地下室层数+1；带侧约束地下室柱长度系数自动设置为1.0等。

4) 结构形式(1框架,2框剪,3墙,4核心筒,5筒中筒,6短肢墙,7复杂,8

板柱墙) 结构形式分为：1框架,2框剪,3墙,4核心筒,5筒中筒,6短肢墙,7复杂,8板柱墙。不同的结构形式重力二阶效应及结构稳定验算不同，计算风荷载时不同结构体系的风振系数不同，采用的自振周期不同，结构内力调整系数不同，钢框架混凝土筒体结构的剪力调整与框剪结构不同。

宜在给出的多种体系中选最接近实际的一种，当结构定义为短肢剪力墙时，对短肢剪力墙，在录入系统中需人工指定抗震等级提高一级；小墙肢高度与厚度之比小于4时，应按框架柱设计。

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短肢剪力墙定义为剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8的剪力墙。当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15，且不小于300mm，高度与厚度之比大于4时仍属一般剪力墙。

5) 结构材料信息(0砼结构,1钢结构,2钢砼混合) 结构材料信息为0（砼结构）、1（钢结构）或2（钢砼混合结构）。若用户没给出基本自振周期，则程序在计算层风荷载时根据本信息自动计算结构的基本自振周期，从而影响风荷载大小。对钢和钢砼混合结构，本信息影响框剪结构剪力调整参数不同。 6) 结构重要性系数

根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构应按下表划分为3个安全等级。设计时应根据具体情况，选用适当的安全等级。

建筑结构的安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的建筑物 二级 严重 一般的建筑物 三级 不严重 次要的建筑物 注：承受恒载为主的轴心受压柱、小偏心受压柱，其安全等级应提高一级。

结构构件的承载力设计表达式为： ?0 S ? R

其中，?0 为结构构件的重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结构

构件，应分别取1.1、1.0、0.9。

7) 竖向荷载计算标志(1一次性,2模拟)

1--一次性加载： 按一次加荷方式计算重力恒载下的内力 2--模拟施工加载： 按模拟施工加荷方式计算重力恒载下的内力 8) 考虑重力二阶效应(0不考虑,1放大系数,2修正总刚) 0--不考虑: 不考虑重力二阶效应。

1--放大系数：按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002的5.4条放大系数法（位移和内力放大系数）近似考虑风和地震作用下的重力二阶效应，只适用于高层建筑结构，不影响结构计算的固有周期。

2--修正总刚：通过修改总刚近似考虑风和地震作用下的重力二阶效应，适用于多高层建筑结构，影响结构计算的固有周期。当修正总刚出现非正定不能求解时，只能采用放大系数法。

9) 梁柱重叠部分简化为刚域(0,1)

1--梁柱重叠部分作为刚域计算，将影响到楼层的水平位移减小，梁的弯矩减小，建议选择梁柱重叠部分简化为刚域；

0--将梁柱重叠部分作为梁的一部分计算。 10) 砼柱计算长度系数计算原则(0按层,1按梁柱刚度)

1--混凝土柱计算长度系数的计算将执行《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，7.3.11-3条，适用当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时；

0--将仅执行混凝土规范7.3.11-2条。 11) 所有楼层强制采用刚性楼板假定(0实际,1刚性)

计算层刚度比和结构层位移时，程序强制按所有楼层强制采用刚性楼板假定，其它整体分析和内力计算按用户选择所有楼层是否强制采用刚性楼板假定。若选择按实际模型计算，每一楼层的刚板、弹性板和独立节点自动按

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实际刚度情况计算，刚板、弹性板和独立节点个数不限。

结构扩初或选型计算时选择“所有楼层强制采用刚性楼板假定”，可提高计算速度，在构件设计时最好选择“按实际模型计算”，假如楼面接近无限刚，两种结果几乎相同。

12) 墙竖向和水平细分最大尺寸(0.5-5.0)

这是在墙单元细分时需要的一个参数，对于尺寸较大的剪力墙，在作墙元细分形成一系列小壳元时，为确保分析精度，要求小壳元的边长不得大于所指定最大尺寸，程序限定0.5m≤最大尺寸≤5.0m，隐含值为最大尺寸=2.0m，最大尺寸对分析精度有一定影响，但不敏感，对于一般工程，可取最大尺寸=2.0，对于框支剪力墙结构，最大尺寸可取得略小些，如最大尺寸=1.5或1.O。

当楼板采用板单元或壳单元计算时，程序自动将板及周边的梁剖分单元，内定最大控制剖分尺寸取墙水平细分最大尺寸，并且≤1.0m。

13) 异形柱结构(0不是,1是) 当选择是“异形柱结构”，薄弱层地震剪力增大1.2，其它结构为1.15。

4.1.1.2地震信息

1) 地震力计算(0不算,1水平,2水平竖向) 不计算地震作用：即不考虑地震作用；

计算水平地震作用：计算用户指定水平方向的地震作用； 计算水平和竖向地震作用：计算用户指定水平方向及Z方向的地震作用。 由于抗震设防烈度为6度时，某些房屋可不进行地震作用计算，但仍应采取抗震构造措施，因此可以选择不计算地震作用，地震烈度、框架抗震等级和剪力墙抗震等级仍应按实际情况填写，其他参数可任意填写。

抗震设防烈度为9度时须计算Z向地震。

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2) 地震设防烈度(6,7,7.5,8,8.5,9)

7.5度设计基本地震加速度值为0.15g；8.5度设计基本地震加速度值为0.30g。

3) 场地土类型(1,2,3,4)

场地类别可取值1、2、3、4，分别代表全国的I、II、III和lV类土。 4) 地震设计分组(1,2,3)

应根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001附录A给出。

5) 水平地震影响系数最大值(0-2.0)

水平地震影响系数最大值设为零时，程序自动按抗震烈度查表得到水平地震影响系数最大值，否则地震计算时按设定值计算。

6) 特征周期(0-6s)

特征周期设为零时，程序自动按设计地震分组和场地土类查表得到特征周期，否则地震计算时按设定值计算。

7) 结构阻尼比(0.01-0.1)

钢筋混凝土结构的阻尼比取0.05。

钢和钢筋混凝土混合结构在多遇地震下的阻尼比可取为0.04。 型钢混凝土组合结构的阻尼比可取为0.04。

钢结构在多遇地震下的阻尼比，对不超过12层的钢结构可采用0.035，对超过12层的钢结构可采用0.02；在罕遇地震下的分析，阻尼比可采用0.05。

电视塔的阻尼比，钢塔可取0.02，钢筋混凝土塔可取0.05，预应力混凝土塔可取0.03。

8) 地震作用方向

可取最多8个地震作用方向，单位度，一般取侧向刚度较强和较弱的方向为理想地震作用方向。规则的异形柱结构至少设置四个地震方向：0,45,90,135。0度和180度为同一方向，不需输入两次，输入次序没有从小到大或从大到小要求。

程序在每个地震方向计算刚度比、剪重比和承载力比，自动求出和处理相应的内力调整系数，考虑每个地震方向的偶然偏心和双向地震作用，每个方向的计算和输出内容是一样的。

9) 振型计算方法(1子空间迭代法,2,Ritz向量法,3,Lanczos法)

子空间迭代法计算精度高，但速度稍慢。对于小型结构，当计算振型较多、或需计算全部结构振型时，宜选择该方法。对于普通结构计算，建议采用该方法计算。

兰索斯(Lanczos)方法速度快，精度稍低。对于一般的结构计算，只需求解结构的前几十个振型，需计算振型数远小于结构的总自由度数、质点数，兰索斯方法的计算结果与子空间迭代法计算结果基本相同。

李兹向量(Ritz)直接法的速度、精度介于前两者之间。

在一般的结构设计中，三种计算方法的计算精度都能满足设计要求，对于特殊结构当采用一种方法求解不收敛或不能求解固有频率时，可换另一种方法求解。

10) 振型数

考虑扭转耦联计算，振型数最好大于等于9。振型数的大小与结构层数

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及结构形式有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数也应取得多些，如顶部有小塔楼、转换层等结构形式。对于多塔结构振型数可取大于等于18，对大于双塔的结构则应更多。一般来说1层取1-3个，2层取3-6个，其他按2-3倍层数取值。

振型数可大于结构总层数，满足min(振型数*2, 振型数+8)<3*结构总层数。并没有绝对可靠的公式可计算最大振型数，当取过多计算出错时，请减少振型数。

取足够的振型数保证参与计算振型的有效质量应?90％，当结构的扭转不大时，扭转振型可不满足90％，平动振型要求满足90％，取最多振型数满足不了90％时可设置全楼地震力放大系数。

11) 计算扭转的地震方向(1单向,2双向)

质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。

程序考虑每个地震方向的双向水平地震作用。

当偶然质量偏心和双向地震的扭转效应都选择时，两种情况都计算位移，并且内力参与组合，自动取大值。

12) 框架和剪力墙抗震等级(0,1,2,3,4,5)

墙柱梁板的最小配筋率和最小体积配箍率等构造要求受抗震等级控制，准确选取抗震等级将保证生成施工图时合理的构造控制。丙类建筑的抗震等级： 结构类型 框架结构 框架-抗震墙结构 高度（m） 框架 高度（m） 框架 抗震墙 ≤30 四 ≤60 四 三 烈度 6 ＞30 三 ＞60 三 ≤30 三 ≤60 三 二 7 ＞30 二 ＞60 二 ≤30 二 ≤60 二 一 8 ＞30 一 ＞60 一 一 9 ≤25 一 ≤50 一 一 抗震等级设为5时构造要求按非抗震处理，当抗震等级设为0时计算按特一级处理，构造要求按一级抗震处理。录入系统中可单独指定某根墙、柱、梁或板的抗震等级。

端柱和连梁的抗震等级未指定时自动随地震信息中剪力墙抗震等级。 程序未作任何抗震等级提高或降低的自动判定，如下情况须人工设置构件的抗震等级：

a)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002的10.2.5条，底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用，已经为特一级时可不再提高；

b)高规7.1.2－3，抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.2 规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；

c) 高规 4.8，提高或降低抗震等级； d) 抗规 6.1.3，提高或降低抗震等级。

13) 周期折减系数

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周期折减系数主要用于框架、框架剪力墙或框架筒体结构。由于框架有填充墙（指砖），在早期弹性阶段会有很大的刚度，因此会吸收较大的地震力，当地震力进一步加大时，填充墙首先破坏，则又回到计算的状态。而在GSSAP计算中，只计算了梁、柱、墙和板的刚度，并由此刚度求得结构自振周期，因此结构实际刚度大于计算刚度，实际周期比计算周期小。若以计算周期按反应谱方法计算地震作用，则地震作用会偏小，使结构分析偏于不安全，因而对地震作用再放大些是有必要的。周期折减系数不改变结构的自振特性，只改变地震影响系数。

周期折减系数的取值视填充墙的多少而定： 结构类型 填充墙较多 填充墙较少 框架结构 0.6～0.7 0.7～0.8 框剪结构 0.7～0.8 0.8～0.9 剪力墙结构 1.0 1.0 14) 全楼地震力放大系数

这是一个无条件放大系数，当结构由于受到结构布置等因素影响，使得地震力上不去，但周期、位移等又比较合理，是可以通过此参数来放大地震力，一般取1.0～1.5之间。在“水平力效应验算”中提供了各层的剪重比，若剪重比不满足《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2001的要求，程序已自动放大对应层的地震作用内力。

15) 顶部小塔楼考虑鞭梢效应的层数、层号和放大系数

顶层小塔楼在动力分析中会引起很大的鞭梢响应，结构高振型对其影响很大，所以在有小塔楼的情况下，按规范所取的振型数之地震力往往偏小，给设计带来不安全因素。在取得足够的振型后，也宜对顶层小塔楼的内力作适当放大，放大系数为1.5。在输入小塔楼层数后，还要顺序输入小塔楼对应的结构层号。

注意：如果小塔楼的层数大于两层，则振型应取再多些，直至再增加振型数后对地震力影响很小为止，否则采用放大地震作用内力弥补振型数的不够。

16) 框架剪力调整段数（0～10）和剪力调整Vo所在的层号

侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%(钢和钢砼混合结构25%)和按框架-抗震墙结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5 (钢和钢砼混合结构1.8)倍二者的较小值。若为板柱墙结构有另外的调整要求，详见内力调整章节的介绍。

对于框架-抗震墙结构请设置框架剪力调整段数和剪力调整Vo所在的层号，程序会在动力分析后验算满足以上要求；对于抗震墙结构，其中只有少量的柱，不需要调整。

段数等于0为不调整；大于0为调整，并指定调整剪力时有多少个V0所在的层，如设置为1，V0所在层一定是有侧约束地下室层数加1层；如设置为2，V0所在层的第一个数为有侧约束地下室层数加1层，第二个数可为其他层，之间用逗号分开，有侧约束地下室不需调整，所以V0所在层的第一个数必须等于有侧约束地下室层数加1。对平面变化较大的结构可进行分段剪力调整。

17) 考虑偶然偏心(0,1)

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由于活载的随机布置，计算地震作用时，高层规则结构应考虑偶然偏心的影响，见《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002有关规定。

程序考虑每个地震方向的偶然偏心。

当偶然质量偏心和双向地震的扭转效应都选择时，两种情况都计算位移，并且内力参与组合，自动取大值。

4.1.1.3风计算信息

1) 自动导算风力(0不算,1计算)

用于在“生成GSSAP计算数据”时，控制是否按层自动计算每层的风荷载。不计算层风荷载时，选择0，生成的GSSAP入口数据中每层风荷载为零。此时用户可在建筑外立面的墙柱梁板上加风工况的荷载，GSSAP自动进行风的内力计算，详细内容见后面有关荷载章节。

2) 修正后的基本风压(kN/m2) 可根据有关规范取值。可以用逗号分开输入多个风作用方向对应的基本风压，没有输入某方向对应的基本风压，则程序自动按第1个风方向对应的基本风压取值。若各方向的基本风压相同，则只输入1个基本风压即可。 3) 坡地建筑1层相对风为0的标高(>=0m)

坡地建筑1层即基底相对风荷载为零的地面的相对标高，用于结构建在山上而风压为零处在山底的情况。该值要大于等于零，为负值时不予考虑；当设置地下室层数时，程序会自动准确考虑风荷载计算，不需在这输入参数。

4) 地面粗糙度(1,2,3,4)

1、2、3、4对应A、B、C、D四类。

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荷规7.2.1 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表7.2.1 确定。地面粗糙度可分为A、B、C、D 四类： ——A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； ——B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； ——C 类指有密集建筑群的城市市区；

——D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 高规条文说明3.2.3 条：以半圆影响范围内建筑物的平均高度来划分地面粗糙类别。以拟建房屋为中心、2km为半径的迎风半圆影响范围内，当平均高度不大于9m时为B类；当平均高度大于9m但不大于18m时为C类；当平均高度大于18m时为D类；

5) 风体型系数

现代多、高层结构立面变化较大，不同的区段内的体型系数可能不一样，程序限定体型系数最多可分三段取值。

若体型系数只分一段或两段时，则仅需填写前一段或两段的信息，其余信息可不填。

对每一段的体型系数，可以用逗号分开输入多个风方向对应的体型系数，没有输入某风方向对应的体型系数，程序自动按第1个风方向对应的体型系数取值，各方向的体型系数相同时，输入1个体型系数即可。 体型系数按下列规定采用：

荷规7.3.1表7.3.1（风荷载体型系数表）；

高规3.2.5 计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs，可按下列规定采用：

<1> 圆形平面建筑取0.8：

<2> 正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算：

?s?0.8?1.2/n

式中 n——多边形的边数。

<3> 高宽比H／B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3； <4> 下列建筑取1.4：

1）V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑； 2）L形、槽形和高宽比H／B大于4的十字形平面建筑；

3）高宽比H／B大于4，长宽比L／B不大于1.5的矩形、鼓形平面建

筑。

<5> 在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按高规附录A采用，或由风洞试验确定。

6) 结构自振基本周期(s)(0按经验公式自动计算) 结构基本周期的缺省值可由经验公式确定，如果已经知道结构的计算周期，此处可以直接填计算周期，可以使风荷载的计算更准确，一般采用平动第一周期乘周期折减系数。

可以用逗号分开输入多个风方向对应的基本周期，没有输入某风方向对应的基本周期，程序自动按第1个风方向对应的基本周期取值，各方向的基本周期相同时输入1个基本周期即可。

7) 风方向

可取最多8个风方向，单位度，一般取刚度较强和较弱的方向为理想风

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方向。规则的异形柱结构至少设置四个风方向：0,45,90,135。与地震计算方向设置不同的是，0度和180度为不同的风方向，一般需同时设置0度和180度。输入次序没有从小到大或从大到小要求。

程序在每个风方向的计算和输出内容是一样的。 4.1.1.4调整信息

1) 框支梁地震内力增大系数(1.0-2.0) 程序自动判定框支梁，当某根框支梁地震内力增大系数设为随总信息时，按这里的设置取值，且大于等于1.25。

可在构件属性中设置“框支梁”和“框支梁地震内力增大系数”。 2) 连梁刚度折减系数（0.55～1.0）

连梁刚度折减系数，主要是指那些两端与剪力墙相连的梁，由于梁两端所在的点刚度往往很大，连梁的内力相应就会很大，所以很可能出现超筋。根据以往的实验依据，在连梁进入塑性状态后，允许其卸载给剪力墙，而剪力墙的承载力往往较高，因此这样的内力重分布是允许的，取0.55～1.0。

程序在进行风荷载等非地震荷载作用下的结构承载力设计和位移计算时，不进行连梁刚度折减，以控制正常使用时连梁裂缝的发生，只在地震分析时考虑连梁刚度折减。

程序自动判定连梁，判据为两端都与剪力墙相连的主次梁，至少一端与剪力墙肢方向的夹角不大于25度，且跨高比小于5.0。被虚柱打断的连梁程序能自动合并再判定，超出自动判定的范围时用户可在构件属性中设置“梁设计类型”为连梁。

可在构件属性中设置“梁设计类型”为连梁和“连梁刚度折减系数”。 3) 中梁刚度增大系数（1.0～2.0）

主要考虑现浇板对梁的作用，楼板和梁一起按照T形截面梁工作，而计算时梁截面取矩形，因此可以考虑梁的刚度放大，预制楼板结构，板柱体系的等代梁结构该系数不能放大，该系数对连梁不起作用。

14

GSSAP可计算层间梁。

10） 板-柱结构的输入

SSW将楼板简化为等代梁计算，GSSAP也可直接用板单元计算。

11） 转换层结构输入

对于转换大梁，SSW用杆单元计算，GSSAP可选用杆单元和壳单元计算。 12） 后浇计算

SSW只能按层进行模拟施工计算，GSSAP可设置墙柱梁板的模拟施工号，可按构件进行模拟施工计算即后浇计算。

4.3统结构通用分析和设计

4.3.1运行GSSAP

GSSAP计算前必须在录入系统中选择“生成GSSAP计算数据”， 若有警

告信息，还必须处理严重的警告信息。

在“主控菜单”点按“通用计算GSSAP”，弹出如下对话框。

GSSAP在计算前对墙、柱、梁和板之间的搭接关系进行检查，几何上相连的构件会自动形成搭接关系，并自动对构件进行单元剖分。对可能不合理的结构模型进行再次数据检查，提示警告，信息见附录。

计算时间超过10分钟的大型结构计算，第1次计算时可选择“只数据检查”，检查要计算的结构模型有无不合理之处。 4.3.2结构整体分析

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4.3.2.1结构信息

在“主控菜单”点按“文本方式”，弹出如下菜单，选择结构总信息下“1、结构信息”，在写字板中自动打开文本文件“工程名_结构信息.txt”，显示：结构总体信息、各层信息、各层的重量、重心、刚度中心、偏心率、层风荷载、侧向刚度比。

4.3.2.1.1结构总体和各层信息

输出录入系统中GSSAP总体信息和结构各层信息。显示格式如下： 1、结构总体和各层信息

总体信息.......................................................... 结构总层数 :3 地下室层数 :0 有侧约束的地下室层数 :0 转换层所在层号 :

结构形式 :框架 结构材料信息 :砼结构 结构重要性系数 :1.00

竖向荷载计算标志 :考虑模拟施工 考虑重力二阶效应 :不考虑 梁柱重叠部分简化为刚域 :考虑 砼柱计算长度系数计算原则 :按层 钢柱计算长度系数有无考虑侧移标志:不考虑 墙竖向细分尺寸 :2.00m 墙水平细分尺寸 :2.00m 异形柱结构 :不是 所有楼层强制采用刚性楼板假定 :实际 地震信息.......................................................... 地震力计算 :水平 地震设防烈度 :7.00 场地土类型(1,2,3,4),-4上海地区为 :2 地震设计分组 :1

水平地震影响系数最大值 :按规范要求 特征周期 :按规范要求 结构阻尼比 :0.05 地震作用方向 :0.0,90.0

振型计算方法 :子空间迭代法 振型数 :9 计算扭转的地震方向 :单向 考虑偶然偏心 :不考虑 框架抗震等级 :2 剪力墙抗震等级 :2 周期折减系数 :0.80 全楼地震力放大系数 :1.00 顶部小塔楼考虑鞭梢效应的放大系数:1.00 框架剪力调整 :不调整

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风导算信息........................................................ 风力计算标志 :计算

修正后的基本风压 :0.50kN/m2 基底相对风为0的标高 :0.00m 地面粗糙度 :2 风体形系数分段数 :1 第1段体形系数最高层号 :3 第1段体形系数 :1.30

风作用方向 :0.0,90.0,180.0,270.0 调整信息.......................................................... 连梁刚度折减系数 :1.00 中梁刚度放大系数 :1.00 梁负弯矩调幅系数 :0.80 梁正负弯矩放大系数 :1.00 梁扭矩折减系数 :0.80 是否要进行墙柱基础活荷载折减标志:不折减 考虑活载不利布置 :考虑 组合系数.......................................................... 恒荷载分项系数 :1.20 活荷载分项系数 :1.40 非屋面活载组合值系数 :0.70 屋面活载组合值系数 :0.70 活载重力荷载代表值系数 :0.50 吊车荷载分项系数 :1.40 吊车荷载组合值系数 :0.70 吊车重力荷载代表值系数 :0.00 温度荷载分项系数 :1.40 温度组合值系数 :0.70 雪荷载分项系数 :1.40 雪荷载组合值系数 :0.70 风荷载分项系数 :1.40 风荷载组合系数 :0.60 水平地震荷载分项系数 :1.30 竖向地震荷载分项系数 :0.50 非屋面活载准永久值系数 :0.40 屋面活载准永久值系数 :0.40 吊车荷载准永久值系数 :0.50 雪荷载准永久值系数 :0.20 材料信息..........................................................

砼构件的容重 :25.0kN/m3 梁主筋级别或强度 :2 梁箍筋级别或强度 :1 柱主筋级别或强度 :2 柱箍筋级别或强度 :1

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墙端暗柱主筋级别或强度 :2 墙水平分布筋级别或强度 :2 板钢筋级别或强度 :1

梁保护层厚度 :30mm 柱保护层厚度 :30mm 墙保护层厚度 :20mm 板保护层厚度 :20mm 混凝土热膨胀系数(1/℃) :1.00e-005 钢构件容重 :78.0kN/m3 钢构件牌号 :Q235 型钢构件牌号 :Q235 净截面和毛截面比值 :0.9

钢热膨胀系数(1/℃) :1.20e-005 地下室信息........................................................

X向基床反力系数 :0kN/m3 Y向基床反力系数 :0kN/m3 人防设计等级 :无人防设计 人防地下室层数(<=地下室层数) :0 每层几何信息...................................................... 层号 下端层号 相对层高(m) 塔块号 1 0 3.00 1 2 1 3.00 1 3 2 3.00 1

每层材料信息(一)..................................................

层号 剪力墙柱砼等级 梁砼等级 板砼等级 砂浆强度等级 砌块强度等级 1 25 20 20 5.00 7.50 2 25 20 20 5.00 7.50 3 25 20 20 5.00 7.50

每层材料信息(二)..................................................

层号 砼斜柱 砼斜柱 钢管砼柱 钢管砼柱 钢管砼柱弹性模量 抗压设计强度 砼弹性模量 砼抗压设计强度 钢管钢牌号 1 25.0 0.0 25.0 0.0 1.0 2 25.0 0.0 25.0 0.0 1.0 3 25.0 0.0 25.0 0.0 1.0 4.3.2.1.2各层的重量、重心、刚度中心和偏心率

恒载、活载、重量和质量分别为本层全部墙柱梁板合计的重力恒载、重力活载、重量和质量，每层墙柱梁板按“重量=恒载+活载”和“质量=恒载+折减系数*活载”统计。质心和刚心坐标为相对于总体坐标系的坐标。显示格式如下：

各层的重量、质心和刚度中心

重量=恒载+活载 质量=恒载+0.50活载

层号 恒载(kN) 活载(kN) 重量(kN) 质量(kN) 质心(X,Y)(m) 刚心(X,Y)(m) 偏心率(X,Y) 1 3027.95 404.35 3432.30 3230.12 33.662 20.379 34.245 20.683 0.014

0.007

23

2 3027.95 404.35 3432.30 3230.12 33.662 20.379 34.245 20.683 0.014

0.007

3 3027.95 404.35 3432.30 3230.12 33.662 20.379 34.245 20.683 0.014

0.007

----------------------------------------------------------------------------------------- 合计: 9083.84 1213.05 10296.89 9690.37

4.3.2.1.3风荷载

每层每个风作用方向总荷载包括按层导算的风荷载和用户直接加到构件上的风荷载。显示格式如下：

风荷载

层号 0度风(kN) 90度风(kN) 180度风(kN) 270度风(kN) 1 28.50 56.57 28.50 56.57 2 34.24 67.62 34.24 67.62 3 38.49 75.80 38.49 75.80 --------------------------------------------------------

合计: 101.23 199.99 101.23 199.99 4.3.2.2.侧向刚度比

输出地震信息中每个地震作用方向的侧向刚度比。

结构侧向刚度包括每层的侧向刚度计算和转换层上下侧向刚度计算，并按每个地震方向

分别计算每层的侧向刚度和转换层上下侧向刚度，并可计算多个转换层上下侧向刚度。

当外力作用在整个结构上，这时通过求位移再求层侧向刚度，将无法扣除其下一层转动

对本层产生的无害位移，因此程序取每一层作为一个小结构单独作用外力，通过求位移再求侧向刚度，这样达到了只用有害位移求侧向刚度的目的。

当不满足刚度比的要求，程序输出地震剪力增大系统，并自动放大本层墙柱地震剪力。

显示格式如下： 层刚度比

刚度=单位力/位移

0(度)方向.......................................................

层号 层侧向刚度 本层/上层 最小比值 本层/上三层平均值 最小比值 地震剪力增大 1 462770 1.00 0.70 1.00 2 462770 1.00 0.70 1.00 3 462770 1.00 90(度)方向.......................................................

层号 层侧向刚度 本层/上层 最小比值 本层/上三层平均值 最小比值 地震剪力增大 1 437342 1.00 0.70 1.00 2 437342 1.00 0.70 1.00 3 437342 1.00 转换层上下刚度比.................................................. 转换层号 下层范围 上层范围 0(度) 90(度) 2 1- 2 3- 3 5.53 5.89

24

4.3.2.2结构位移

在“主控菜单”点按“文本方式”弹出如下菜单，选择结构总信息下“2、结构位移”，在

写字板中自动打开文本文件“工程名_结构位移.txt”，显示：重力恒载和重力活载下Z向最大位移、各方向风荷载作用下的位移和各方向地震作用下的位移。不管总体信息是否设置所有楼层强制采用刚性楼板假定，所有楼层位移都是在楼层强制平面无限刚下得到的位移，用于结构的整体分析。

4.3.2.1.1重力恒载和重力活载下Z向最大位移

输出如下重力恒载和重力活载下层号、对应的构件编号和Z向最大位移(mm)。若总体信

息考虑模拟施工，重力恒载下的位移为考虑模拟施工的位移。显示格式如下：

工况 1 -- 重力恒载

层号 构件编号 Z向最大位移(mm) 1 柱 31 2.96 2 柱 31 3.01 3 柱 31 3.58 工况 2 -- 重力活载

层号 构件编号 Z向最大位移(mm) 1 柱 31 0.30 2 柱 31 0.30 3 柱 31 0.36 4.3.2.1.2各方向风荷载作用下的位移

输出如下各方向风荷载作用下的水平最大位移、最大层间位移、层位移比、层间位移比

和层间位移角。显示格式如下：

工况 3 -- 0度风荷载

25

位移与风同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 层高(mm) 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 层间位移角 1 柱 23 0.25 0.25 1.01 3000 柱 23 0.25 0.25 1.01 1/9999 2 柱 1 0.53 0.53 1.01 3000 柱 1 0.28 0.28 1.01 1/9999 3 柱 23 0.69 0.69 1.01 柱 23 0.16 0.16 1.00 ------------------------------------------------------------

最大层间位移角= 工况 4 -- 90度风荷载

位移与风同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 1 柱 1 0.61 0.54 1.13 柱 1 0.61 0.54 1.13 2 柱 1 1.33 1.17 1.14 柱 1 0.72 0.63 1.15 3 柱 1 1.77 1.55 1.14 柱 1 0.44 0.38 1.16 ------------------------------------------------------------

最大层间位移角= 工况 5 -- 180度风荷载

位移与风同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 1 柱 23 0.25 0.25 1.01 柱 23 0.25 0.25 1.01 2 柱 1 0.53 0.53 1.01 柱 1 0.28 0.28 1.01 3 柱 23 0.69 0.69 1.01 柱 20 0.16 0.16 1.00 ------------------------------------------------------------

最大层间位移角= 工况 6 -- 270度风荷载

位移与风同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

26

3000 1/9999 1/9999

层高(mm) 层间位移角 3000 1/4930 3000 1/4157 3000 1/6796 1/4157

层高(mm) 层间位移角 3000 1/9999 3000 1/9999 3000 1/9999 1/9999

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 层高(mm) 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 层间位移角 1 柱 1 0.61 0.54 1.13 3000 柱 1 0.61 0.54 1.13 1/4930 2 柱 1 1.33 1.17 1.14 3000 柱 1 0.72 0.63 1.15 1/4157 3 柱 1 1.77 1.55 1.14 3000 柱 1 0.44 0.38 1.16 1/6796 ------------------------------------------------------------

最大层间位移角= 1/4157

4.3.2.1.3各方向地震作用下的位移

输出如下各方向地震作用（若考虑偶然偏心和双向地震时，还包括每个方向的偶然偏心

和双向地震）的水平最大位移、最大层间位移、层位移比、层间位移比和层间位移角。程序先求各振型下水平最大位移和最大层间位移，再通过各振型位移的均方根得到如下位移。显示格式如下：

工况 7 -- 地震方向0度

位移与地震同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 层高(mm) 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 层间位移角 1 柱 9 1.76 1.47 1.20 3000 柱 9 1.76 1.47 1.20 1/1700 2 柱 9 3.97 3.27 1.21 3000 柱 9 2.21 1.81 1.22 1/1357 3 柱 9 5.37 4.41 1.22 3000 柱 9 1.41 1.16 1.22 1/2121 ------------------------------------------------------------

最大层间位移角= 1/1357

工况 8 -- 地震方向90度

位移与地震同方向,单位为mm 层位移比=最大位移/层平均位移

层间位移比=最大层间位移/平均层间位移

层号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 层高(mm) 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 层间位移角 1 柱 1 2.31 1.93 1.20 3000 柱 1 2.31 1.93 1.20 1/1299 2 柱 1 5.31 4.41 1.20 3000 柱 1 3.01 2.49 1.21 1/ 996 3 柱 1 7.27 6.03 1.21 3000 柱 1 2.01 1.65 1.22 1/1495 ------------------------------------------------------------

27

最大层间位移角= 1/ 996

4.3.2.2.周期和地震作用

在“主控菜单”点按“文本方式”弹出如下菜单，选择结构总信息下“3、周期和地震作 用”，在写字板中自动打开文本文件“工程名_周期和地震作用.txt”，显示：折减前振动周期(秒)、振型参与质量、平动系数、周期比控制、最不利地震方向和各地震作用工况的标准值。当总体信息设置了所有楼层强制采用刚性楼板假定时，显示的是楼层平面无限刚下的周期和地震作用，若设置了实际模型计算，显示的是实际模型下的周期和地震作用。

4.3.2.2.1折减前振动周期(秒)、振型参与质量

取足够的振型数保证参与计算振型的有效质量应?90％，当结构的扭转不大时，扭转振

型可不满足90％，平动振型要求满足90％，取最多振型数满足不了90％时可设置全楼地震力放大系数。

对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦连计算时，一般来说前两个或几个振型为其主振型，

但对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在，单个振型参与质量最大的振型为此方向主振型。

可选第1平动周期乘以周期折减系数作为风计算信息中结构自振基本周期。 显示格式如下：

折减前振动周期(秒)、振型参与质量

振型号 周期(秒) 单个振型参与质量(%) 累加振型参与质量(%)

X平动 Y平动 扭转 X平动 Y平动 扭转 1 0.503442 0.25 52.29 32.90 0.25 52.29 32.90

28

2 0.456811 22.67 26.43 36.97 22.91 78.72 69.87 3 0.452972 63.60 6.85 15.75 86.51 85.56 85.62 4 0.155772 0.11 6.97 4.45 86.62 92.53 90.07 5 0.144889 9.12 1.12 0.62 95.75 93.65 90.69 6 0.141849 1.58 3.40 6.34 97.33 97.05 97.03 7 0.090088 0.16 1.68 1.14 97.49 98.73 98.16 8 0.086540 2.28 0.41 0.01 99.77 99.14 98.17 9 0.082806 0.23 0.86 1.83 100.00 100.00 100.00 ------------------------------------------------------ 合计: 100.00 100.00 100.00

4.3.2.2.2平动系数和扭转系数

平动系数和扭转系数分塔输出，不同塔平动系数和扭转系数可能不同。

显示格式如下： 平动系数和扭转系数

塔1(结构层 1- 3)平动系数和扭转系数...............

振型号 周期(秒) 转角(度) 平动系数(X+Y) 扭转系数 1 0.503442 93.88 0.61(0.00+0.61) 0.39 2 0.456811 132.65 0.57(0.26+0.31) 0.43 3 0.452972 18.23 0.82(0.74+0.08) 0.18 4 0.155772 97.74 0.61(0.01+0.60) 0.39 5 0.144889 18.88 0.94(0.85+0.10) 0.06 6 0.141849 124.75 0.44(0.14+0.30) 0.56 7 0.090088 108.92 0.63(0.07+0.56) 0.37 8 0.086540 22.05 1.00(0.85+0.14) 0.00 9 0.082806 117.23 0.38(0.08+0.30) 0.62 ---------------------------------------------------

4.3.2.2.3周期比控制

《高规》为控制结构的扭转效应，对扭转振动周期和平动振动周期的比值给出了明确规定。如何判断一个周期是扭转振动周期还是平动振动周期的方法，可以通过扭转系数来判定。对于一个振动周期来说，若扭转系数等于l，则说明该周期为纯扭转振动周期。若平动系数等于l，则说明该周期为纯平动振动周期，其振动方向为Angle，若Angle=0度，则为x方向的平动，若Angle=90度，则为Y方向的平动，否则，为沿Angle角度的空间振动。若扭转系数和平动系数都不等于1，则该周期为扭转振动和平动振动混合周期。

每个塔输出周期比，多塔结构要控制塔楼的周期比，高层结构<90%，多层结构没有此 要求。程序自动判断扭转第1周期和平动第1周期，第1个扭转系数>0.5的周期为扭转第1周期。

高层结构设计中当不满足周期比要求时，可采取削弱内筒，增加两侧抗侧刚度的措施。

显示格式如下：

扭转第1周期/平动第1周期=0.141849/0.503442=28.18% 4.3.2.2.4最不利地震方向

每个塔输出最不利地震方向，若最不利地震方向与所计算的地震作用方

29

向>15度时，增 加计算的地震方向。

显示格式如下：

本塔最不利地震方向=20.49度

4.3.2.2.5各地震作用工况的标准值

输出每个地震作用方向各振型和结构总的X方向作用、Y方向作用和扭矩。各地震方向所有振型按均方根求得X方向总作用、Y方向总作用和总扭矩。

显示格式如下：

各地震作用工况的标准值

地震方向0.00度................................... 振型 1

层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 1 1 0.28 -3.78 2 1 0.60 -8.74 3 1 0.80 -12.00 -------------------------------------------------------

合计: 1.68 -24.52 振型 2

层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 1 1 27.48 28.57 2 1 60.48 65.12 3 1 81.05 88.81 -------------------------------------------------------

合计: 169.01 182.49 振型 3

层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 1 1 76.82 -24.57 2 1 171.01 -55.94 3 1 230.02 -76.28 -------------------------------------------------------

合计: 477.85 -156.79 0.00度总的地震作用:

X方向作用= 507.61(kN) Y方向作用= 249.23(kN) 扭矩= 2567.23(kN.m) 地震方向90.00度................................... 振型 1

层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 1 1 -4.14 55.14 2 1 -8.78 127.36 3 1 -11.61 174.75 -------------------------------------------------------

合计: -24.52 357.25 振型 2

30

扭矩(kN.m) 24.45 56.57 77.55 158.57 扭矩(kN.m) 276.61 628.41 854.63 1759.66 扭矩(kN.m) -298.71 -692.17 -947.98 -1938.86 扭矩(kN.m) -356.24 -824.09 -1129.74 -2310.07 层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 扭矩(kN.m) 1 1 29.67 30.85 298.68 2 1 65.31 70.31 678.55 3 1 87.52 95.89 922.82 -------------------------------------------------------

合计: 182.49 197.05 1900.04 振型 3

层号 塔号 X方向作用(kN) Y方向作用(kN) 扭矩(kN.m) 1 1 -25.21 8.06 98.01 2 1 -56.11 18.36 227.11 3 1 -75.47 25.03 311.04 -------------------------------------------------------

合计: -156.79 51.44 636.17 90.00度总的地震作用:

X方向作用= 249.23(kN) Y方向作用= 431.79(kN) 扭矩= 2822.20(kN.m)

4.3.2.3水平力效应验算

在“主控菜单”点按“文本方式”弹出如下菜单选择结构总信息下“4、水平力效应验算”，在写字板中自动打开文本文件“工程名_水平力效应验算.txt”，显示：重力二阶效应和稳定性验算、框架地震剪力0.2Vo调整、层剪重比、倾覆力矩、罕遇地震作用下薄弱层验算和楼层层间抗侧力结构的承载力比值。当总体信息设置了所有楼层强制采用刚性楼板假定时，显示的是楼层平面无限刚下的水平力效应验算，若设置了实际模型计算，显示的是实际模型下的水平力效应验算。

31

4.3.2.3.1重力二阶效应和稳定性验算

程序考虑风和地震作用下的重力二阶效应。

当总体信息中选择考虑重力二阶效应为1放大系数或2修正总刚时，输出此项内容。当 选择放大系数时，程序会自动按所求的位移系数和内力系数放大地震和风作用下的位移和墙柱弯矩剪力。当选择修正总刚时，有限元计算时已考虑重力二阶效应，不再按所求的位移系数和内力系数放大，并输出地震和风考虑重力二阶效应的刚度修正系数。

总信息中考虑重力二阶效应才输出稳定性验算，高层结构稳定性验算强制要求满足，否

则请修改结构方案。

框架结构和其它结构重力二阶效应和稳定性验算的验算公式不同，见高规5.4.1条。

输出所有地震方向重力二阶效应和稳定性验算，当选择放大系数时，风方向应出现在地

震作用方向内，才能考虑风的重力二阶效应，当选择修正总刚时，没有此要求。

显示格式如下： 重力二阶效应及结构稳定

考虑地震和风的重力二阶效应

0.00度方向.............................................................

层号 塔号 层侧向刚度 20*∑Gi/层高 位移系数 内力系数 10*∑Gi/层高 稳定性 1 1 462770 64602 1.00 1.00 32301 满足 2 1 462770 43068 1.00 1.00 21534 满足 3 1 462770 21534 1.00 1.00 10767 满足 90.00度方向.............................................................

层号 塔号 层侧向刚度 20*∑Gi/层高 位移系数 内力系数 10*∑Gi/层高 稳定性 1 1 437342 64602 1.00 1.00 32301 满足 2 1 437342 43068 1.00 1.00 21534 满足 3 1 437342 21534 1.00 1.00 10767 满足 地震和风考虑重力二阶效应的刚度修正系数

层号 塔号 地震X向系数 地震Y向系数 风X向系数 风Y向系数 1 1 0.17 0.17 0.17 0.17 2 1 0.17 0.17 0.17 0.17 3 1 0.11 0.11 0.11 0.11

4.3.2.3.2框架地震剪力调整

当地震信息中框架剪力调整段数>0时，输出每个地震作用方向框架地震剪力调整信息，

当所求调整系数>1.0时，程序自动放大柱和相邻梁截面弯矩剪力。对板柱墙结构、钢和钢砼混合结构调整系数求法不同。

显示格式如下： 框架地震剪力调整

0.00度地震方向.........................................................

层号 塔号 总剪力(kN) 柱剪力(kN) 0.20Vo(kN) 1.5最大柱剪力(kN) 调整系数 1 1 438.28 166.40 87.66 249.60 1.00

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2 1 364.89 144.64 87.66 249.60 1.00 3 1 229.71 113.61 87.66 249.60 1.00 90.00度地震方向.........................................................

层号 塔号 总剪力(kN) 柱剪力(kN) 0.20Vo(kN) 1.5最大柱剪力(kN) 调整系数 1 1 499.74 366.30 99.95 549.45 1.00 2 1 408.31 312.26 99.95 549.45 1.00 3 1 240.81 204.88 99.95 549.45 1.00

4.3.2.3.3层剪重比

输出所有地震作用方向的层剪重比。

按照《建筑抗震设计规范》5.2.5要求，根据第i层墙柱（恒载轴力+活载折减系数*活载轴力）计算第i层的重力荷载代表值，适用于多塔和错层结构，当本层某地震方向不满足规范最小要求，程序自动增大本层此地震方向的单工况墙柱梁板内力。

地震方向的基本周期为折减后周期。

显示格式如下： 地震作用的剪重比

0.00度地震方向.............................................. 基本周期= 0.339925秒

层号 楼层剪力(kN) 重力(kN) 剪重比(%) 最小要求(%) 调整系数 1 621.40 10020.81 6.20 1.60 1.00 2 523.48 6680.54 7.84 1.60 1.00 3 299.97 3340.27 8.98 1.60 1.00 90.00度地震方向.............................................. 基本周期= 0.398339秒

层号 楼层剪力(kN) 重力(kN) 剪重比(%) 最小要求(%) 调整系数 1 551.44 10020.81 5.50 1.60 1.00 2 465.09 6680.54 6.96 1.60 1.00 3 269.28 3340.27 8.06 1.60 1.00

4.3.2.3.4倾覆力矩

输出所有地震和风作用方向的结构总倾覆力矩。柱倾覆力矩+一般墙倾覆力矩+短墙倾

覆力矩=总倾覆力矩。总信息中选择了短墙结构时，才有短墙的概念和输出短墙倾覆力矩。

显示格式如下： 倾覆力矩

单位为kN.m

0.00度地震方向.....................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%) 4334.56 3785.21 87.3 549.35 12.7 0.00 0.0 90.00度地震方向.....................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%) 3857.46 3041.24 78.8 816.22 21.2 0.00 0.0 0.00度风方向.......................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%)

33

640.79 516.28 80.6 124.51 19.4 0.00 0.0 90.00度风方向.......................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%) 1265.26 985.32 77.9 279.94 22.1 0.00 0.0 180.00度风方向.......................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%) 640.79 516.28 80.6 124.51 19.4 0.00 0.0 270.00度风方向.......................................................

总倾覆力矩 柱倾覆力矩 比例(%) 一般墙倾覆力矩 比例(%) 短墙倾覆力矩 比例(%) 1265.26 985.32 77.9 279.94 22.1 0.00 0.0

4.3.2.3.5罕遇地震作用下薄弱层验算

当框架结构中层屈服系数<0.5时要考虑《建筑抗震设计规范》中5.5.5条塑性层间位移 角的限值。

显示格式如下：

罕遇地震作用下薄弱层验算

适用12层且侧向刚度无突变的框架结构 地震方向0度...................................

层号 设计剪力(kN) 承载力剪力(kN) 屈服系数 层高(mm) 1 3883.75 4210.20 1.08 3000 2 3271.78 3690.38 1.13 3000 3 1874.80 2839.57 1.51 3000

层号 弹性层间位移(mm) 弹性层间位移角 放大系数 塑性层间位移(mm) 塑性层间位移角 1 4.27 1/ 703 1.30 5.55 1/ 914 2 6.34 1/ 472 1.30 8.25 1/ 614 3 5.47 1/ 548 1.30 7.11 1/ 712 地震方向90度...................................

层号 设计剪力(kN) 承载力剪力(kN) 屈服系数 层高(mm) 1 3446.53 3851.75 1.12 3000 2 2906.83 3293.04 1.13 3000 3 1683.03 2618.03 1.56 3000

层号 弹性层间位移(mm) 弹性层间位移角 放大系数 塑性层间位移(mm) 塑性层间位移角 1 12.35 1/ 242 1.30 16.05 1/ 315 2 16.01 1/ 187 1.30 20.81 1/ 243 3 10.53 1/ 284 1.30 13.70 1/ 370

4.3.2.3.6楼层层间抗侧力结构的承载力比值

输出所有地震作用方向的楼层层间抗侧力结构的承载力比值，当不满足层最小比值时，

程序未自动放大对应层的墙柱剪力，若结构信息中刚度比不满足要求已放大对应层墙柱剪力，用户可不理会这里的提示，否则可在录入系统生成GSSAP计算数据后生成的“工程名.GSP”中给定对应层对应地震作用方向的“层地震剪力增大系数”为1.15。GSSAP计算中只有此调整系数没有自动处理。

显示格式如下：

6.楼层层间抗侧力结构的承载力比值

34

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fr77.html